บาคาร่าเว็บตรง นักวิจัยในจีนพบหลักฐานที่ชัดเจนของโมเลกุลไตรอะตอมเย็นที่เย็นจัดซึ่งก่อตัวขึ้นในส่วนผสมของอะตอมเย็นจัดและโมเลกุลไดอะตอมมิก ผลที่ได้หากได้รับการยืนยันจะเป็นแนวทางในอุดมคติในการศึกษาปฏิกิริยาเคมีในระดับอะตอม และอาจอนุญาตให้นักฟิสิกส์ทำการจำลองทางควอนตัมกลของปัญหาสามตัวที่ขึ้นชื่อได้ยาก
ปฏิกิริยาเคมีมีความซับซ้อนมากจนเข้าใจได้ง่ายที่สุด
ในบรรดาปฏิกิริยาเหล่านี้ด้วยเทคโนโลยีปัจจุบัน การทำความเย็นสารตั้งต้นให้อยู่เหนือศูนย์สัมบูรณ์ช่วยได้ เนื่องจากเป็นการจำกัดจำนวนสถานะควอนตัมเข้าไปได้ ปัญหาอยู่ที่การทำให้โมเลกุลเย็นมากนั้นทำได้ยาก วิธีหนึ่งคือการทำให้โมเลกุลเย็นลงด้วยเลเซอร์โดยตรง เช่นเดียวกับที่ทำกับอะตอมโดยทั่วไป อย่างไรก็ตาม โมเลกุล polyatomic บางตัวมีโครงสร้างภายในที่เหมาะสมสำหรับการทำความเย็นด้วยเลเซอร์ในการทำงาน ความเป็นไปได้อีกประการหนึ่งคือการสร้างอะตอมที่เย็นจัดและใช้เป็น “หน่วยการสร้าง” เพื่อรวบรวมโมเลกุลที่เย็นจัด โดยหลักการแล้ว วิธีนี้ใช้ได้กับวงกว้างมากกว่า แต่ก่อนหน้านี้เคยใช้เพื่อสร้างโมเลกุลไดอะตอมมิกเท่านั้น การขยายไปสู่โมเลกุลหรือโมเลกุลไตรอะตอมที่มีจำนวนอะตอมที่สูงกว่าจึงมีโอกาสในการวิจัยใหม่ ๆ มากมายทั้งในด้านฟิสิกส์และเคมี
โมเลกุลไตรอะตอม
ในงานปัจจุบัน นักวิจัยจาก University of Science and Technology of China (USTC) และ Institute of Chemistry ภายใน Chinese Academy of Sciences (CAS) ได้ร่วมกันสร้างโมเลกุลไตรอะตอมโดยใช้สิ่งที่เรียกว่า Feshbach resonance เพื่อสร้างความสัมพันธ์ ระหว่างอะตอม40 K และโมเลกุล 23 Na 40 K ในสถานะพื้นดินที่สั่นสะเทือน เรโซแนนซ์ของ Feshbach เกิดขึ้นเมื่อพลังงานของสถานะพันธะของอะตอมหรือโมเลกุล (ในกรณีนี้คือโมเลกุลไตรอะตอม) เกิดขึ้นพร้อมกับพลังงานของสถานะกระเจิง ใกล้กับเรโซแนนซ์ ความแรงของคัปปลิ้งระหว่างสถานะพันธะไตรอะตอมกับสถานะการกระเจิงของโมเลกุลอะตอม‒ไดอะตอมมิกจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ทำให้ดียิ่งขึ้นสำหรับโมเลกุลไตรอะตอมที่จะก่อตัว
ในอุณหภูมิที่เย็นจัด อะตอมและโมเลกุล
สามารถถูกปรับผ่านเรโซแนนซ์ของ Feshbach ได้โดยใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอก เทคนิคการเชื่อมโยงความถี่วิทยุ (RF) นี้เป็นวิธีที่เป็นที่ยอมรับในการสร้างโมเลกุลไดอะตอมมิก อย่างไรก็ตาม ยังไม่ชัดเจนว่าจะใช้กับโมเลกุลไตรอะตอมมิกได้หรือไม่เพราะกลไกการมีเพศสัมพันธ์และความแข็งแรงของการมีเพศสัมพันธ์ระหว่างสถานะที่ถูกผูกไว้ของไตรอะตอมและสถานะการกระเจิงของอะตอมกับโมเลกุลนั้นไม่เป็นที่รู้จักอย่างสมบูรณ์
พรมแดนใหม่
เพื่อขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงอย่างอิสระนี้ นักวิจัยของ USTC/CAS ได้ใช้ชีพจร RF กับส่วนผสมที่เย็นจัดของ23 Na 40 K และ40 K จากนั้นจึงตรวจสอบการสูญเสีย23 Na 40โมเลกุล K จากส่วนผสมโดยมองหาการจุ่มเพิ่มเติมในสเปกตรัม RF ของส่วนผสมควบคู่ไปกับจุ่มที่เกี่ยวข้องกับการสูญเสียอะตอม นักวิจัยพบว่าช่องว่างระหว่างการจุ่มเพิ่มเติมซึ่งระบุด้วยการก่อตัวของโมเลกุลไตรอะตอมและการเปลี่ยนแปลงของอะตอมที่รู้จักเปลี่ยนไปตามสนามแม่เหล็กที่ใช้ สิ่งนี้มีความสำคัญเนื่องจากช่องว่างนั้นเท่ากับพลังงานยึดเหนี่ยวของโมเลกุลไตรอะตอม ซึ่งคาดว่าจะแปรผันตามหน้าที่ของสนามแม่เหล็ก การวัดจึงทำให้นักวิจัยสามารถประมาณพลังงานการจับของโมเลกุลไตรอะตอมได้
“การวิจัยของเราเป็นหนึ่งในขั้นตอนแรกในการเตรียมก๊าซโมเลกุลไตรอะตอมที่เย็นจัด” Bo Zhaoนักฟิสิกส์จาก USTC และผู้เขียนร่วมของบทความในNature ที่อธิบายการวิจัยกล่าว เขาอธิบายว่าความไม่แน่นอนที่ใหญ่ที่สุดในผลการทดลองของพวกเขาคือขณะนี้ยังไม่มีแบบจำลองทางทฤษฎีที่จะเปรียบเทียบได้เนื่องจากเรโซแนนซ์ Feshbach ของอะตอมและโมเลกุลที่เย็นจัดนั้นยากที่จะเข้าใจ ผลงานของทีม เขาสรุปว่า “ส่วนใหญ่ช่วยปรับปรุงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการสั่นพ้องของ Feshbach โมเลกุลที่ซับซ้อนอย่างยิ่ง”
โมเลกุล Triatomic ระบายความร้อนด้วยเลเซอร์
จอห์น ดอยล์นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดในสหรัฐอเมริกาซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษานี้ กล่าวว่า ผลลัพธ์นี้เป็นก้าวใหม่ของการทำเคมีเย็นจัดด้วยโมเลกุลโพลิอะโทมิกของโลหะอัลคาไล ซึ่งเขาเน้นย้ำว่าเป็นสิ่งใหม่สำหรับภาคสนาม ในมุมมองของเขา ส่วนที่สำคัญที่สุดของงานนี้คือการแสดงหลักฐานที่ชัดเจนว่าโมเลกุลไตรอะตอมสามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้วิธีการเชื่อมโยงที่เปิดใช้งานแสงโดยใช้อะตอมที่เย็นจัด โมเลกุลโลหะอัลคาไลแบบไตรอะตอมดังกล่าวจะมีการใช้งานมากมายในวิทยาศาสตร์ควอนตัม และดอยล์ตั้งข้อสังเกตว่าโมเลกุลเหล่านี้เหมาะสำหรับการจำลองควอนตัมเป็นพิเศษ เนื่องจากเครื่องตัดโลหะอัลคาไลมีโหมดการดัดแบบสั่นที่ให้ “ด้ามจับ” ที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน และมีคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์สำหรับการจำลองควอนตัมและการวัดที่แม่นยำ เมื่อเทียบกับอะตอมหรือโมเลกุลไดอะตอม
ในขั้นตอนต่อไป นักวิจัยของ USTC/CAS หวังว่าจะเตรียมกลุ่มโมเลกุลไตรอะตอมเย็นแบบ ultracold หากพวกเขาสามารถหาวิธีทำความเข้าใจและระงับกลไกการสลายตัวของโมเลกุลได้
การทำงานกับฟังก์ชันการให้รางวัลนี้เป็นขั้นตอนแรกของการตั้งค่าคอนโทรลเลอร์ที่ใช้ RL ใหม่ เนื่องจากแต่ละฟังก์ชันจะสอดคล้องกับการกำหนดค่าพลาสมาเฉพาะ ขั้นต่อไป เอเจนต์ได้รับการฝึกอบรมโดยเปิดเผยข้อมูลอินพุตจากโทคามักจำลอง ซึ่งต้องอธิบายรูปร่างและกระแสที่เปลี่ยนแปลงไปของพลาสมาตามความเป็นจริง ในขณะที่จำกัดความต้องการในการคำนวณเพื่อให้กระบวนการเรียนรู้สั้นลง สุดท้าย แผนการควบคุมที่ปรับให้เหมาะสมของเอเจนต์ได้รับการทดสอบบนโทคามัคของจริง
การทดสอบ AI
เพื่อดำเนินการขั้นตอนการทดลองของงาน การทำงานร่วมกันได้หันไปใช้ Tokamak Variable-Configuration Tokamak ของ EPFL ในขั้นต้น สมาชิกของทีมใช้ตัวควบคุมป้อนกลับแบบเดิมเพื่อสร้างและรักษาพลาสมาในสถานะเริ่มต้น ในช่วงเวลาที่ตกลงกันไว้ล่วงหน้า พวกเขาเปลี่ยนไปใช้รูปแบบการควบคุมของตนเอง โดยปรับขดลวดแม่เหล็ก 19 อันแยกกันเพื่อปรับพลาสมาเพื่อให้ลงเอยด้วยรูปร่างและกระแสที่ถูกต้องในขณะที่รักษาน้ำหนักของโครงข่ายประสาทเทียมไว้
จากนั้นนักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถควบคุมกระแสและรูปร่างของพลาสมาได้โดยมีค่าเบี่ยงเบนไม่เกินสองสามเปอร์เซ็นต์จากค่าที่ตั้งใจไว้ในขณะที่ทำการเปลี่ยนแปลงที่จำเป็นสำหรับการปลดปล่อยพลาสมาเต็มรูปแบบ พวกเขายังสามารถจัดการพลาสมาได้หลายรูปแบบ ซึ่งรวมถึงรูปร่างที่คล้ายกับที่เสนอสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ ITERที่ถูกสร้างขึ้นทางตอนใต้ของฝรั่งเศส และอีกรูปแบบหนึ่งที่รู้จักกันในชื่อโครงร่างเกล็ดหิมะที่ช่วยกระจายความร้อนและไอเสียของโทคามัคไปบน พื้นผิวที่ใหญ่ขึ้น นอกจากนี้ พวกเขายังแสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้ที่จะตั้งค่าพลาสมาสองตัวแยกกันภายใน tokamak เดียวกัน ซึ่งพวกเขากล่าวว่าเป็นขั้นตอนแรกในการศึกษาการกำหนดค่าพลาสมาขั้นสูง บาคาร่าเว็บตรง
